专利名称：具有人工智能的调制解调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有人工智能的调制解调器，确切地说，涉及一种以现有调制解调技术为基础、以单片微处理机为控制中心，除了具有普通调制解调器各项功能之外，还能自动收发数据、自动收发传真、自动应答电话并留言、自动查收电子邮件等功能的智能型调制解调器，属于数字信息传输中的通信控制与处理装置的技术领域。
目前，具有以上这些功能的产品不在少数。比如带留言功能的电话机，它通常是以磁带作为记录介质，所以必须有录音机那套机械装置；再有传真机，对于纸介的文字或图片，它具有异地传输的无以伦比的优越性，曾经给我们的办公室带来了一场革命；但对于电脑时代的电子文档，传真机是一筹莫展，只能将文档打印出来才能再发送出去。还有一种是各式各样的调制解调器，其在性能上与本实用新型最接近。但一般的调制解调器仅被人们作为一种拨号上网的工具，很少被作为收发传真、电子文件或作为留言信箱，甚至很少有人知道调制解调器还具有这些功能。这主要是因为调制解调器的这些功能必须配合电脑和特定软件才能运行，而这些软件中又有这样那样的设置；也就是说，使用这些功能必需双方都开着电脑，且该电脑中还必须运行特定的软件，同时操作者必须具有一定的专业知识，因此使用起来不是很方便，更难以普及。另外一个原因是现在所谓的网络时代，过分夸大网络的作用，好像网络无所不能，而事实上现在的网络还不甚完美。举个简单的例子，好比现在很流行的email，它确实为我们提供了一条快速交换电子文档的途径，但同时它的弱点又那么显而易见由于网络的繁忙，有时发送一个邮件会花费很长时间，甚至要发送几次才能成功，而接收方也需花时间从网上下载。另外由于email格式的限制，在发送邮件的同时，使用者的email地址等信息也一起发了出去，随之而来的是大量的垃圾邮件；最糟糕的是还需要花时间来处理这些邮件。因此电子邮件虽然与传统的邮递方式相比是一条快捷的途径，但它在省时、安全等方面的弱点却又非常明显，其实这也正是目前网络的特点和缺陷。
本实用新型的目的是提供一种具有人工智能的调制解调器，该装置在保留目前的调制解调器各种功能的同时，又赋予了它人工智能化的特点在不开电脑、无人值守的情况下，能自动判别来电的性质，接收传真、数据文件和电话留言，按时将使用者预先装载的传真或数据文件发送出去，并定时检查电子邮件。使用者可以在其后的任何时候通过电脑来查收这些已接收文件的内容和需要发送文件的状态。由于它自动完成了原先需要使用者干预的工作，使得对它的操作变得简单而方便，同时因为它是以点对点方式进行的连接，从而使文件的传输更加快捷和安全。本实用新型之所以还被称作为调制解调器，是因为它与现有调制解调器的性能最接近。
本实用新型的目的是这样实现的包括有通过标准PSTN接口与电话线相连接的调制解调接口电路，其特征在于该控制电路中还包括有作为控制中心的微处理器电路，及分别与该微处理器电路相连接的数据存储器电路、程序及文件存储器电路、串行总线接口及波特率识别电路、电源管理电路、人机界面所组成；其中串行总线接口及波特率识别电路还设有与电脑串口相连的接口，当电脑发出连接请求时，该串行总线接口及波特率识别电路首先判断其通讯速率，并以此速率与电脑实现连接，以交换数据；数据存储器电路及程序和文件存储器电路分别与上述微处理器的数据线和地址线相连，前者用于存放在运行过程中经常使用和变化的临时变量和状态类数据；后者则用于存放控制程序代码和需要发送及已经接收到的数据、传真和语音类文件。
其中人机界面包括有提供使用者设定控制方式及操作手段的按键、显示当前的工作状态的指示灯和用于播放声音的喇叭。
其中微处理器电路是由微处理器芯片CPU、现场可编程门阵列FPGA及外围元件所组成，其中CPU是8位或16位的微处理器芯片。
其中程序和文件存储器电路是用非易失性存储器构成的。
其中电源管理电路是由电源电路和复位电路所组成。
本实用新型是以微处理器为控制中心，现有的调制解调技术作为依托而赋予其具有人工智能的一种新型电子装置。其主要技术特点是在与电脑的连接上采用波特率自动检测技术，可以很方便地自动实现与电脑的连接；又因为它可以存储要发送或已接收的文件，因而操作起来很像是对一个可移动磁盘驱动器那样容易简单地读写数据；在与外界的连接方面，采用自动识别技术，可针对来电信号的差异，首先自动判别是数据文件、传真还是语音信号，然后作出相应的应答，并建立对应的连接，为实现自动收发的各项功能提供技术保证。本实用新型将调制解调技术与微处理器控制技术相结合，实现一种集传真机、留言电话、普通调制解调器等多项功能于一体的具有人工智能的调制解调器。
以下结合附图和实施例详细说明本实用新型的电路结构、特征、工作原理和功效
图1是本实用新型结构组成的方框图。
图2是本实用新型实施例的电原理图。
参见图1，本实用新型是一种具有人工智能的调制解调器，其控制电路中包括有作为控制中心的微处理器电路1，以及分别与之相连接的串行总线接口及波特率识别电路2、调制解调接口电路3，数据存储器电路5、程序及文件存储器电路6、电源管理电路7和人机界面4所组成；其中串行总线接口及波特率识别电路2与电脑的串口相连，当电脑发出连接请求时，首先判断通讯速率，并以此速率与电脑实现连接，以交换数据；调制解调接口电路3则通过标准PSTN接口与电话线相连接；数据存储器电路5及程序和文件存储器电路6分别与上述微处理器1的数据线和地址线相连，前者用于存放在运行过程中经常使用和变化的临时变量和状态类数据，后者则用于存放控制程序代码和需要发送及已经接收的数据、传真、语音类文件。人机界面4是用于人机交换的实现。该装置在运行过程中的临时变量、数据、状态类信息是存储在数据存储器电路5的RAM中，而接收到的和将要发送的数据、传真及留言或语音类文件则存储在程序和文件存储器6的非易失性存储器(如Flash)中。电源管理电路7则为整个装置提供稳定可靠的电能，且在上电或当输入电压出现异常时为装置提供一个可靠的复位信号。
本实用新型处于接收信号状态时的工作原理是这样的当电话线上有振铃信号过来时，首先是与本实用新型并接的电话机发出振铃声响，本实用新型中的调制解调电路3将侦测到的振铃信号报告给微处理器电路1，微处理器电路1开始记录振铃次数。这时如果有人接听电话，振铃信号将停止；如无人接听，微处理器电路1在计到若干次振铃以后，向调制解调电路3发出接听指令，使之接通该话路。这时，如果对方是传真或传输数据，就会发出特征音(在有人接听时，如果听到这些特征音，可以按人机界面4的接收按钮，微处理器电路1就会强行发出上述接听指令)，调制解调电路3将识别这些特征音，并将该特征音属于何种信号告知微处理器电路1。如果没有特征音，则表示对方是人，微处理器电路1发出初始化命令，使调制解调电路3进入语音模式，并开始播放预先录好的语音，向对方表示欢迎，同时指导对方进行留言，然后转入录音状态，记录对方的留言，并将之保存在程序和文件存储器6中，等对方挂断电话后，调制解调电路接收到忙音，向微处理器电路1发出结束信号，微处理器电路1随之发出挂断指令，使调制解调电路3退出语音模式。之后，本实用新型装置返回空闲状态。
如果识别出是传真的特征音，微处理器电路1将分四个阶段完成整个接收过程A、微处理器电路1将调制解调电路3初始化为传真状态。B、命令调制解调电路3向对方发出握手信号，使双方以同一速率建立物理层的连接。C、接收对方发来的传真图像数据，并侦听对方的结束标识，如果接收到的页结束标识表示还有后续页，则返回B阶段重新协商，建立连接，如无后续页，则进入下一阶段。D、挂断话路，并命令调制解调电路3退出传真状态，然后保存接收到的传真，设备进入空闲状态。
如果识别出是传输数据的特征音，则命令调制解调电路3发出握手信号，根据电话线路的质量，以尽可能高的速率建立连接，并协商通讯协议；然后以该协议接收数据，并侦听结束符，在其一旦出现后便切断连接，微处理器电路1保存所接收的数据后返回空闲状态。
本实用新型的微处理器电路1在接到数据、传真或留言后，会点亮人机界面4中对应的指示灯，而处理数据、传真或留言的方式也各不相同。除了留言可以通过其中喇叭直接收听外，其它的一般都需要上传给电脑。而通过喇叭直接收听留言的工作原理是按下人机界面4中的播放键，微处理器电路1在查询到有此键操作时，将调制解调电路3初始化为语音模式，然后逐条播放留言，直至结束时，命令调制解调电路3退出语音模式，设备回到空闲状态。而将文件上传给电脑的工作原理是首先本实用新型与电脑之间的连接是通过标准RS232接口实现的，因此需要有从装置本身的工作电平到RS232电平的相互转换电路，又因为RS232工作在异步串行方式，没有同步信号，需要通讯双方工作在同一波特率，为保证与电脑可靠而方便地连接，因而加入了波特率识别电路，不管电脑的波特率如何改变，本实用新型装置都能始终与之保持一致。本实用新型在接收数据时，由于它可能是任何一种格式的文件，因此必须以原有格式原封不动地保存在电脑中；而接收传真时，为方便在电脑中浏览、修改和保存，本实用新型可将其转换为常见的JPEG或BMP格式；而接收留言时，则可以转换为WAVE格式，这样可以更灵活地处理这些文件。
对于不能就地处理已接收文件的使用者(比如出差在外地)，本实用新型还提供另外一种工作方式即远程提取功能。使用者可以打电话回来，本实用新型首先会认为你是一个普通电话，因而先播放欢迎词，如果在此期间从电话机键盘上输入事先设置的身份识别码，那么该装置就会知道这是设备主人在进行远程提取，本实用新型就会报告已经收到了多少份数据、传真和留言文件，并提示如何进行提取。只要该使用者身边有相应的设备，就可以让本实用新型将已接收的文件转发过去，实现远程提取。
以上描述的是本实用新型接收数据、传真及留言的工作原理，下面再阐述一下本实用新型发送数据、传真的工作原理。
对于发送，只会是传真和数据，存在有两种方式一种是将传真或数据直接发送给对方，这是调制解调器的基本功能；另一种是将传真或数据定时发送出去。发送过程的发起者是电脑，用于将电脑中的文件或文档传送给目的地，其工作原理是这样的首先，电脑通过串口向本实用新型发出拨号命令，如果拨号命令仅包含对方的电话号码，则表示此次的发送工作为直接发送，此时微处理器电路1将从串行总线接口2接到的命令或数据直接写往调制解调电路3，由调制解调电路3调制后发给对方，同时微处理器电路1也将从调制解调电路3接收到的远端传过来的应答通过串行总线接口2发给电脑，也就是说它只起一个传递的作用，本实用新型就作为一个普通调制解调器使用。而当拨号命令后面跟有以逗号隔开的时间信息时，则表示此次发送是一次定时发送，发送时间就是逗号后面的时间信息所设定的时间。首先本实用新型必须先模拟一次完整的发送过程在发送传真时，先由与本实用新型相连接的电脑向本实用新型发送该份传真，该电脑得到的应答信息都是由本实用新型提供的，这样就能够把电脑中的电子文档转换存储到本实用新型程序和文件存储器6中，并作为传真文件存储。当到达设定的时间，再由本实用新型与远端连接而将传真文件发送给对方。发送数据文件也是同样处理本实用新型与电脑之间先模拟一次发送过程，将数据文件接收下来，存放在程序和文件存储器6中，等待设定时间到来时再与远端连接，并将文件发给对方，这是本实用新型直接发送和延时发送的工作原理。平常的拨号上网实际上也就是直接发送的一种。
另外在人机界面4中设有一个“直通”按键，按下以后，该装置就处于直通状态，即模拟一个普通调制解调器。不管是接收还是发送，该装置只起一个传递的作用，再按一下此键即结束此状态，回到空闲状态。
下面结合图2详细介绍本实用新型实施例电路的组成及信号流程。
参阅图2，其中微处理器电路1是由微处理器CPU 10和现场可编程门阵列FPGA 11及外围电路构成，CPU 10可选用8位或16位的微处理器，如51系列、EPSON的EOC88系列，SHARP的sm6010等。FPGA 11可选用XLINX公司的XC9572产品。实施例中CPU是选用51系列的89C51，因为51芯片最廉价，但周边电路最复杂。首先，51芯片的地址与数据线复用，因此需要一个锁存器LS373，且51芯片的寻址空间太小(程序空间和数据空间各64K)，需要扩展；还需要一片LS373。又因有多个外部设备，需要译码，还需要一片三入八出的译码器。为减少体积，调试方便，这些功能就都交给现场可编程门阵列FPGA 11来完成。
串口及波特率识别电路2由电平转换器20、一个9芯标准串口插座21及JK触发器、计数器和锁存器组成。其中电平转换器20可选用MAXIM公司的MAX232或摩托罗拉公司的MC1488和MC1489芯片，其功能是实现TTL电平和RS232电平的转换，而JK触发器、计数器及锁存器组成一个计数电路，用于记录串行数据的波宽，为判断波特率提供依据。这些数字逻辑器件的功能也是由上述可编程门阵列FPGA 11来实现。
调制解调电路3由编码解码器30、输入输出数据泵31、32及微控制器33组成，可选用Davicom公司的一个芯片组dv6580，6581，6582，6583。
人机界面4包括指示灯40、按键41和喇叭42三部分。指示灯40用于指示当前的工作状态，按键41有“直通”键、“接收”键，而喇叭42是由调制解调电路3驱动，之所以归到人机界面中来，主要是因为它能播放留言。
数据存储器5包含一片静态RAM——62256，用于存放临时变量和状态，而其中的关键数据在执行完一次接收或发送后都要备份到程序和文件存储器电路6中，以免发生突发事件时丢失有效数据。
程序和文件存储器电路6包括2片29F080或一片29F016，即容量为2M字节的Flash存储器，根据需要可扩充到4M字节。
电源管理电路7则由7805稳压块和整流桥70，一个变压器71，一个复位电路72组成。其中70和71将220V交流电转换为一个稳定的5V直流电，为本实用新型装置提供电源。而72则由一个RC复位电路和一个单稳态触发器LS121一起产生一个定长的复位脉冲，保证装置可靠复位。
本实用新型已制成性能样机并请相关单位一起进行实际试验，其实用性、安全性、多功能性及高效性已被证实，实现了发明目的。
权利要求1.一种具有人工智能的调制解调器，包括有通过标准PSTN接口与电话线相连接的调制解调接口电路，其特征在于该控制电路中还包括有作为控制中心的微处理器电路，及分别与该微处理器电路相连接的数据存储器电路、程序及文件存储器电路、串行总线接口及波特率识别电路、电源管理电路、人机界面所组成；其中串行总线接口及波特率识别电路还设有与电脑串口相连的接口，数据存储器电路及程序和文件存储器电路分别与上述微处理器的数据线和地址线相连，前者用于存放在运行过程中经常使用和变化的临时变量和状态类数据；后者则用于存放控制程序代码和需要发送及已经接收到的数据、传真和语音类文件。
2.如权利要求1所述的具有人工智能的调制解调器，其特征在于其中人机界面包括有提供使用者设定控制方式及操作手段的按键、显示当前的工作状态的指示灯和用于播放声音的喇叭。
3.如权利要求1所述的具有人工智能的调制解调器，其特征在于其中微处理器电路是由微处理器芯片CPU、现场可编程门阵列FPGA及外围元件所组成，其中CPU是8位或16位的微处理器芯片。
4.如权利要求1所述的具有人工智能的调制解调器，其特征在于其中程序和文件存储器电路是用非易失性存储器构成的。
5.如权利要求1所述的具有人工智能的调制解调器，其特征在于其中电源管理电路是由电源电路和复位电路所组成。
专利摘要一种具有人工智能的调制解调器,集传真机、留言电话、调制解调器等多项功能于一体;包括有作为控制中心的微处理器电路,及分别与之相连的调制解调接口电路、数据存储器电路、程序及文件存储器电路、串行总线接口及波特率识别电路、电源管理电路、人机界面;该装置在不开电脑、无人值守的情况下,能自动判别来电性质,接收传真、数据文件和电话留言,按时发送用户预先装载的传真或数据文件,并定时检查电子邮件,可通过电脑查阅收到的文件内容和需要发送文件的状态。
文档编号H04M11/06GK2472428SQ0121830
公开日2002年1月16日 申请日期2001年3月26日 优先权日2001年3月26日
发明者金子建, 王智勇 申请人:北京建亚联科技发展有限公司